Tässä diplomityössä tutkittiin kalvosuodatuksen esikäsittelymenetelmiä ja kalvonpesua. Työn kirjallisuusosassa käsitellään vuon alenemiseen vaikuttavia tekijöitä, esikäsittelymenetelmiä ja kalvonpesua. Kokeellisessa osassa tutkittiin kemiallisten esikäsittelyjen vaikutusta vuon alenemiseen paperitehtaan happaman kiertoveden kirkkaan suodoksen kalvosuodatuksessa. Esikäsittelykemikaalit olivat ympäristöystävällisiä ja paperinvalmistusprosessiin soveltuvia. Lisäksi tutkittiin kalvonpesuaineiden pesutehokkuuksia. Tutkitut esikäsittelyaineet olivat mikrokiteinen kitosaani, karboksimetyyliselluloosa, selluloosa- ja puukuitu sekä kaupallinen antiskalantti. Pesuaineista tutkittiin kolmea kaupallista kalvonpesuainetta, yhtä kalvopesun tehostusainetta sekä peretikkahappoa. Kokeet tehtiin kahdella laboratoriomittakaavaisella kalvosuodattimella. Kalvoina käytettiin kahta nanosuodatus- ja yhtä ultrasuodatuskalvoa. Vuon alenemista tutkittiin suodatuksen aikaisena alenemisena ja vesivuohon verrattavana alenemisena. Esikäsittelyjen vaikutusta erotustehokkuuteen tutkittiin ioni-, johtokyky-, orgaanisen hiilen kokonaispitoisuus-, sokeri-, sameus- ja ligniinireduktioilla. Lisäksi määritettiin kalvon likaantuminen suodatuksen aikana vesivuon määrityksillä ennen ja jälkeen suodatuksen. Pesutehokkuus määritettiin vesivuon määrityksillä suodatuksen jälkeen ja pesun jälkeen. Kitosaani- ja karboksimetyyliselluloosakäsittelyillä oli vuon alenemista estävä vaikutus hydrofiilisellä nanosuodatuskalvolla suodatettaessa. Kitosaanikäsittelyn 5 g/dm3:n ja karboksimetyyliselluloosakäsittelyn 2 g/ dm3:n annostuksella vuot alentuivat suodatuksen aikana 8 %-yksikköä vähemmän kuin ilman esikäsittelyä. Puukuitukäsittely stabiloi 0,1 g/dm3:n annostuksella saman kalvon vuota, kun kiintoainetta ei poistettu syötöstä. Hydrofobisen nanosuodatuskalvon vuon alenemista ehkäisivät puu- ja selluloosakuitukäsittelyt sekä karboksimetyyliselluloosakäsittely. Karboksimetyyliselluloosakäsittely vähensi vuon alenemista 25 %-yksikköä ja puukuitukäsittely 13 %-yksikköä. Hydrofiilisellä ultrasuodatuskalvolla vuon aleneminen oli pientä ilman esikäsittelyä. Reduktioihin esikäsittelyt vaikuttivat parhaiten ultrasuodatuskalvolla. Kitosaanikäsittely nosti 1 g/dm3:n annostuksella alumiinireduktion 50 %:sta 96 %:iin ja 5 g/dm3:n annostuksella rautareduktion 30 %:sta 55 %:iin. Karboksyylimetyyliselluloosakäsittelyt vaikuttivat parantavasti mangaanin, magnesiumin, raudan ja kalsiumin reduktioihin. Optimi karboksyylimetyyliselluloosa-annostus oli 2 g/dm3. Merkittävin reduktion nousu oli kalsiumilla, jonka reduktio nousi esikäsittelyllä 4 %:sta 57 %:iin. Reduktiota nostava mekanismi oli kalvon pinnalle muodostuva sekundaarikerros. Pesuaineista tehokkain oli entsyymiä sisältävä kalvonpesuaine. Suurin vaikutus sillä oli hydrofobisen nanosuodatuskalvon pesussa. Optimiannostuksella (0,5 %) kalvon vesivuo pesun jälkeen oli 114 % pesua edeltäneestä vesivuosta. Muut kaupalliset pesuaneet oli tehokkaita hydrofiilisille kalvoille. Peretikkahappo oli yksittäisenä pesuaineena heikkotehoinen.
展开▼
机译：本文研究了膜过滤的预处理方法和膜洗涤方法。本文的文献部分主要涉及影响助焊剂减少，预处理方法和薄膜冲洗的因素。在实验部分中，研究了化学预处理对造纸厂酸性循环水澄清滤液的膜过滤中通量减少的影响。预处理化学品对环境友好，适用于造纸过程。另外，还研究了膜洗涤剂的洗涤效率。研究的预处理剂是微晶壳聚糖，羧甲基纤维素，纤维素和木纤维，以及市售的防垢剂。在洗涤剂中，研究了三种市售的膜洗涤剂，一种膜洗涤增强剂和过乙酸。用两个实验室规模的膜过滤器进行实验。使用两个纳滤膜和一个超滤膜作为膜。作为过滤期间的减少和与水流量相当的减少，研究了减少流量。通过离子，电导率，总有机碳含量，糖，浊度和木质素的减少量研究了预处理对分离效率的影响。另外，在过滤之前和之后通过水流测定法确定过滤期间的膜结垢。通过过滤后和洗涤后的水流量测定来确定洗涤效率。当用亲水性纳滤膜过滤时，壳聚糖和羧甲基纤维素处理具有抗助焊作用。壳聚糖处理的剂量为5 g / dm3，羧甲基纤维素处理的剂量为2 g / dm3，与未进行预处理相比，过滤过程中的通量减少了8％。当没有从进料中除去固体时，木纤维处理以0.1 g / dm3的剂量稳定同一膜的流动。通过木材和纤维素纤维处理以及羧甲基纤维素处理可以防止疏水性纳滤膜通量的减少。羧甲基纤维素处理减少了25个百分点的通量减少，木纤维处理减少了13个百分点。使用亲水性超滤膜，无需预处理即可减少通量。减少受到超滤膜预处理的影响最大。壳聚糖处理将1 g / dm3的铝还原量从50％增加到96％，将5 g / dm3的铁还原量从30％增加到55％。羧甲基纤维素处理对减少锰，镁，铁和钙具有疗效。羧甲基纤维素的最佳剂量为2 g / dm 3。减少量最明显的增加是钙，经过预处理，钙从4％下降到57％。还原提升机理是在膜表面上形成的第二层。最有效的去污剂是含酶的膜去污剂。它在洗涤疏水性纳滤膜方面效果最大。在最佳剂量（0.5％）下，洗涤后膜的水流量为洗涤前水流量的114％。其他商业洗涤对于亲水膜是有效的。过乙酸作为单一洗涤剂弱。
展开▼
